致密油岩心渗吸机理及表面活性剂提高采收率实验

目前随着三塘湖油田致密油注水吞吐轮次的增加,油水置换效率急剧降低。为研究合适的表面活性剂,提高致密油渗吸采收率,通过采用核磁共振技术,并发明定量测量黏附油的渗吸实验装置,研究致密油岩心渗吸机理及表面活性剂吐温20、吐温80和仲烷基磺酸钠+椰子油二乙醇酰胺(WLW)溶液对致密油渗吸采收率的影响。结果表明:过渡孔喉中的渗吸滞留和岩石表面黏附油产生的原因是随着渗吸的进行毛管动力减弱,无法克服流动阻力;分散乳化油滴、降低界面张力、改善润湿性、降低黏附功降低因子,可以降低流动阻力、提高渗吸动力或者提高渗吸的毛细管动力与阻力差值,提高油水置换效率,实现表面活性剂提高渗吸采收率的目的。研究结果为采用表面活性剂提高渗吸采收率的深入研究及致密油藏的高效开发提供了理论参考。     

表面活性剂对长庆超低渗砂岩油藏化学渗吸的影响

以长庆油田超低渗储层Y284区块为研究对象,通过静态渗吸、油水界面张力、润湿性以及油水黏度比测量等实验,研究了表面活性剂性能对化学渗吸采收率的影响。结果表明:在超低渗Y284砂岩储层中,阴离子型表面活性剂的渗吸效果最好,并且阴离子亲油基碳链长度的增加可以增强渗吸作用;溶液p H大于两性离子等电点时,甜菜碱型表面活性剂可促进渗吸作用;阳离子表面活性剂不适用于砂岩油藏的化学渗吸采油中;当界面张力处于10-1m N/m数量级时,界面张力下降,渗吸采收率升高,当界面张力处于10-2m N/m数量级时,界面张力上升,渗吸采收率升高;表面活性剂可以改善岩石表面润湿性,增强渗吸作用;给出了油砂静态渗吸的毛管数表达式,润湿相黏度的适当增加或非湿相黏度的降低有利于毛管数的增加,可以增大渗吸采收率。     

表面活性剂对低渗岩心高温渗吸的影响

将表面活性剂溶液与注入水进行对比,在90和114℃条件下,考察亲水、亲油低渗岩心的渗吸现象和渗吸采收率变化,通过定义黏附功降低因子、内聚功降低因子、变形阻力降低因子以及利用扩散弥散作用、Marangoni效应对渗吸特征进行分析。结果表明:对于亲水低渗岩心,表面活性剂的低张力特性使毛管力降低,渗吸动力减弱,渗吸较注入水滞后,原油的运移阻力也相应减弱,渗吸的最终采收率提高;对于亲油岩心,表面活性剂的润湿反转特性使毛管力由发生渗吸的阻力变为动力,且其低张力特性有助于渗吸采收率的提高;表面活性剂通过降低界面张力、改善润湿性影响低渗岩心的高温渗吸采收率,且当岩心亲水时前者更关键,当岩心亲油时后者更重要。     

基于核磁共振实验研究致密砂岩渗吸特征

基于核磁共振实验及岩心压汞测试数据,研究致密砂岩储层自发渗吸过程,定量表征不同级别孔喉对自发渗吸作用的贡献;结合伪彩图像处理技术,对岩心渗吸过程进行可视化观测研究。研究结果表明:致密砂岩自发渗吸不只发生在岩心表面,对深层孔喉也有作用;渗吸过程毛管力起主导作用,重力与浮力作用微弱;识别出测试岩心的渗吸孔喉范围,0.1μm是区分提供渗吸动力喉道和主要泄油喉道的界限;整个渗吸过程可细分为渗吸前期、渗吸中期、渗吸后期3个阶段。     

阴离子表面活性剂在油砂和净砂表面的吸附规律

为了更加真实地了解表面活性剂在地层岩石表面的吸附状况，对比研究了阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后地层岩心表面的吸附情况。实验表明，阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后砂岩（分别称为油砂和净砂）表面的吸附有很大程度的不同。与净砂相比，ABS在油砂表面达到平衡吸附的时间较长，饱和吸附量约降低21％。ABS在砂和净砂表面的吸附等温线均呈典型的“S”型，但在油砂表面的吸附量在出现最大值后又大幅度下降。NaCl的存在将增加ABS在油砂和净砂表面的吸附量，而碱则减少其吸附量。     

碳酸水对岩石润湿性及渗吸采收率的影响实验

渗吸作用是油藏基质原油开采的关键,CO2溶入地层水将对渗吸作用产生影响.进行了亲水岩心的润湿性转变实验,测试了亲油岩心在碳酸水浸泡前后润湿接触角的变化,比较了亲油性岩心在碳酸水和盐水中的渗吸效果.研究结果表明,模拟油浸泡法使得岩心润湿性变为油湿性;油湿性岩心经过碳酸水浸泡可使润湿性向水湿性转变;碳酸水有利于改善油湿性岩心渗吸效果,促进渗吸过程的进行.     

高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸效果影响因素研究

为进一步探究高温低渗油藏中表面活性剂溶液渗吸机理,以高温低渗的头台油田扶余油层为例,以渗吸过程中黏附功降低因子以及毛管力与重力比值N-1B为评价指标,通过实验研究了表面活性剂溶液组成、裂缝发育程度和岩石渗透率对渗吸效果的影响。结果表明:表面活性剂可有效改善岩心渗吸效果,但选择表面活性剂时,应在改变界面张力降低黏附功、提高洗油效率的同时兼顾界面张力对毛管力的影响,不应一味追求过低油水界面张力。类似扶余的低渗透裂缝性储层,随裂缝系统发育程度增加,毛管力与重力比值N-1B增大,基质岩石与裂缝系统之间的交渗速度加快,达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。实验岩心渗透率范围内,随岩心渗透率增加,油水交渗速度加快,渗吸达到平衡时间缩短,渗吸采收率增加。     

阴离子表面活性剂在油砂和净砂表面的吸附规律

为了更加真实地了解表面活性剂在地层岩石表面的吸附状况 ,对比研究了阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后地层岩心表面的吸附情况。实验表明 ,阴离子表面活性剂ABS在抽提清洗前、后砂岩 (分别称为油砂和净砂 )表面的吸附有很大程度的不同。与净砂相比 ,ABS在油砂表面达到平衡吸附的时间较长 ,饱和吸附量约降低2 1%。ABS在油砂和净砂表面的吸附等温线均呈典型的“S”型 ,但在油砂表面的吸附量在出现最大值后又大幅度下降。NaCl的存在将增加ABS在油砂和净砂表面的吸附量 ,而碱则减少其吸附量。     

裂缝性致密砂岩油藏渗吸驱油效果影响因素

裂缝性致密砂岩储层物性较差,非均质性强,且发育微裂缝,注水开发效果较差,渗吸驱油作为致密油储层水驱采油的一种主要机理受到越来越多的关注。室内以鄂尔多斯盆地某油田裂缝性致密砂岩储层天然岩心为研究对象,通过自发渗吸实验,评价了原油黏度、注入水矿化度、温度、渗透率、润湿性以及表面活性剂对渗吸驱油效果的影响。结果表明,原油黏度越低,注入水矿化度越低,温度越高,渗透率越大时,渗吸驱油采收率越高;其中润湿性对渗吸采收率的影响最为显著,岩石越亲水,渗吸驱油效果越好;阴离子型表面活性剂ZYL-1能够通过改变岩石表面润湿性和降低油水界面张力来提高渗吸驱油采收率;加入0. 3%ZYL-1后的周期注水最终采收率可以达到45. 6%,远远高于单独水驱时的28. 9%。矿场试验结果表明,注入表面活性剂ZYL-1关井渗吸驱油后,取得了显著的增产效果,说明间歇式周期注水和表面活性剂渗吸驱油相结合的方式能够提高裂缝性致密砂岩油藏的采收率。     

基于微流控方法提高致密油渗吸采出程度

致密储层成藏机理复杂、孔喉细小等特点,使得这类储层的开发极具挑战.自发渗吸是致密储层开采过程中的一个重要机理,值得重点关注.根据实际岩心的孔隙结构,利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)和玻璃薄片设计制作了模拟芯片,结合微流控泵以及高清晰显微镜,对捕捉的图片利用ImageJ软件进行数据处理,可以直接观察到渗吸过程的油水分布,并计算出渗吸采出程度.基于设计的两种孔径分布不同的芯片以及裂缝结构,研究了不同类型的表面活性剂对渗吸采出程度的影响.研究表明:平均孔喉半径越大的芯片,渗吸采出程度越高;裂缝的存在提高了渗吸效果;表面活性剂降低了流体的界面张力,减小黏附功和附加阻力,从而提高渗吸采出程度.     

基于吼道分布特征的致密砂岩渗吸模型研究

自发渗吸作用是致密砂岩油藏重要采油机理,正确理解渗吸机理,充分发挥渗吸作用,对提高致密砂岩油藏的采收率具有重要意义。基于LW模型,根据恒速压汞试验喉道分布特征,建立了渗吸初期,自发渗吸质量与渗吸时间的关系式。选取长庆油田B418和B456两块岩心进行恒速压汞试验和渗吸试验,两块岩心根据解析模型求得的结果与渗吸试验结果吻合度较高,说明该方法正确可靠。试验结果同时表明, 致密砂岩自发渗吸与喉道半径相关,喉道半径越小,毛细管力也就越大,其渗吸时间也就越长,渗吸量也越大。     

致密砂岩油藏热水+表活剂驱提高采收率机理及其对产能贡献的定量评价

在室内实验的基础上,通过数值模拟定量评价了长庆油田致密砂岩稀油油藏热水+表活剂驱提高采收率的各种机理对产能的贡献.研究结果表明:致密砂岩油藏热水驱提高采收率的主要机理是原油的热膨胀和对相渗曲线的影响,在注入温度100℃情况下,20 a末的采收率由冷水驱的19.3%提高到22.8%,增加了3.5%,其中热膨胀和对相渗曲线影响的贡献各占42%;热水+表活剂驱提高采收率的主要机理是原油热膨胀、对相渗曲线的影响和对界面张力的影响,在注入温度100℃情况下,20 a末的采收率从冷水驱的19.3%提高到25.6%,提高了6.3%,其中热水驱贡献占55%,表活剂贡献占45%.     

新疆低渗透砂砾岩油藏自发渗吸实验研究

低渗透砂砾岩油藏开发困难,水的自发渗吸对原油的开采非常有利。影响自发渗吸的因素有岩样长度、润湿性、含水饱和度、压力以及油水黏度比等。利用自行研制的室内实验装置和核磁共振技术,研究了低渗透砂砾岩油藏中,以上各种因素对自发渗吸的影响,得到了一些规律,为新疆低渗透砂砾岩油藏的开发提供理论根据。     

致密砂岩动静渗吸增油机理实验研究

鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层多采用水力压裂造缝后注水开发的开采模式,由于砂岩的亲水性依靠毛管力作用的渗吸采油对致密砂岩储层提高采收率至关重要。为了探明长7致密砂岩储层的渗吸增油效果,选取鄂尔多斯盆地长7致密砂岩储层天然岩心进行了静态渗吸、动态渗吸影响因素分析,之后进行了含裂缝天然岩心动态渗吸影响因素研究。结果表明：动态渗吸采收率为静态渗吸采收率的2倍左右。静态渗吸主要受到毛管力的作用,存在最佳界面张力使采收率达到最大;动态渗吸采收率由渗吸及驱替两部分组成,渗吸对总采收率的贡献范围为15%～40%,其中小孔隙为主要贡献者。含裂缝天然岩心驱替后焖井渗吸采油提高采收率10%～15%。研究成果为现场增油措施的实施提供了指导和参考。     

表面活性剂对支撑液膜体系提取柠檬酸的影响

利用支撑液膜从柠檬酸水溶液中提取柠檬酸，研究了Span类和Tween类非离子表面活性剂对支撑液膜体系的分离效率和稳定性的影响．实验结果表明，此种表面活性剂被引入体系后未对其提取效率和稳定性起到提高和加强的作用．     

临兴致密气压裂液全过程渗吸伤害规律

致密砂岩气作为重要的非常规天然气资源,需经过压裂改造才能实现有效开发。压裂施工中由于毛管力作用压裂液的渗吸现象会造成储层渗透率降低,从而降低采收率,因此开展压裂过程中压裂液渗吸伤害机理研究对储层保护和提高压后产能具有深刻意义。以临兴致密气区块为研究对象,通过室内渗吸实验模拟从压裂到返排整个过程中压裂液与储层之间的渗吸作用机理,探究了渗吸液相、压裂液黏度、岩心渗透率以及渗吸时间四种因素影响下的压裂液渗吸伤害规律,并利用灰色关联法量化分析各因素对渗吸伤害的影响程度。研究结果表明:压裂液黏度和压后焖井时间与储层伤害率呈正相关关系,与返排率呈负相关关系;岩心渗透率与伤害率呈负相关关系,与返排率呈正相关关系;压裂液渗吸对储层的伤害率较地层水大,返排率则低于地层水;各因素对致密砂岩气储层渗吸伤害的影响程度大小排序为:压裂液黏度压裂液渗吸时间岩心渗透率。研究结果为压裂施工现场的压裂液体系优选及焖井时间控制提供参考。     

低渗岩心自发同向渗吸启动压力梯度计算方法

基于Backly-Leverett水驱油理论,考虑自发同向渗吸过程润湿相前缘向前推进突破岩心出口端前、后时的渗流阻力差异,建立了考虑重力、毛管力、黏滞力和启动压力梯度的一维低渗岩心同向渗吸数学模型;利用建立的数学模型,通过调整启动压力梯度表达式中油水相系数和指数,当计算得到的渗吸速度与时间的关系曲线与室内同向渗吸实验实测曲线实现较好拟合时,即可得到渗吸过程中启动压力梯度的大小及变化规律。通过对5组渗吸实验结果拟合表明,利用该数学模型能够有效计算自发同向渗吸过程中的启动压力梯度大小,可见该方法的建立对于进一步完善渗吸理论数学模型以及丰富启动压力梯度的计算方法具有重要意义。